气浮式坐标测量机气源的净化与干燥系统研究

　　1　引言

　　随着技术进步,机械制造业的加工能力和制造精度不断提高,对零件检测的要求也越来越高,特别是多轴加工中心的应用使各种复杂零件的自动化制造效率大幅度提高,坐标测量机也已成为检测复杂零件不可或缺的检测设备。其优势在于可在程序控制下自动完成各种空间尺寸的测量与评定,是其它检测手段无法比拟的。我公司为了提升航空发动机制造能力和产品质量,陆续补充配备了大量的高精度多轴加工设备及坐标测量机。

　　目前,我公司在用坐标测量机40余台,除1台瑞士公司生产的420M型为滑动导轨外,其余均采用气浮导轨结构。由于多数安装使用于生产现场,工作环境条件相对比较恶劣,加之公司集中供气的压缩空气的油、水含量超标,导致测量机故障率较高。经过10多年的使用与维修,本文就压缩空气质量对坐标测量机的影响加以分析,并提出相应的解决方案,旨在减少故障,提高设备稳定性和利用率。

　　2　压缩空气质量对坐标测量机的影响

　　气浮式坐标测量机采用空气轴承,利用压缩空气使运动系统和导轨之间形成气膜而不产生摩擦。由于气浮系统的浮起间隙只有6~10μm,压缩空气的质量直接影响坐标测量机的正常工作和使用寿命。从空压机或输气管道中输出的压缩空气,含有大量的水份、油份和粉尘等杂质,含有杂质的压缩空气,会堵塞随机配备的过滤装置或空气轴承,导致运动系统不能充分浮起,使测量机工作稳定性下降,精度丧失,严重时还会使导轨和空气轴承磨损,造成重大损失,所以必须采取适当措施清除这些杂质和水份,以免它们对气浮系统的正常工作造成危害。

　　压缩空气中的油和水,在遇到灰尘时,粘度增大,从液体逐渐固化而形成油泥附着在导轨上从而堵塞气浮轴承的气孔;水份会腐蚀金属零件造成气动元件内的相对运动部件的动作不灵活;管道内滞留的冷凝水会导致气体流量不足,压力损失增大,由此引起的故障不但大大增加了维修成本,而且严重影响坐标测量机的正常工作和使用寿命。经过几年的统计分析,产生的故障中有70%发生在气浮系统,时常造成气浮轴承损坏,增加了非易损件的备件费支出,而且气浮轴承的更换使坐标测量机全面丧失几何精度,需重新对3轴相互间的垂直度进行调试,此项工作具有相当大的难度,通常修复1台需要5~7个工作日,严重的影响了正常生产。因而,压缩空气质量不良是导致坐标测量机故障的主要原因,必须采取有效措施对压缩空气进行净化。

　　为此,我们对公司40余台坐标测量机的压缩空气的压力、相对湿度等参数进行了测试。所使用的压缩空气的压力为5.7~6.5bar,相对湿度达70%~80%。针对这一现状,我们组织技术人员,开展了对压缩空气进行有效净化和干燥方法的研究,考察了国内外多家公司的产品,发现德国一种新型的净化干燥系统具有很好的过滤干燥功能,非常适合坐标测量机对压缩空气的供气质量要求。